2022-KJ-2-003油气田管道腐蚀在线监控技术及应用

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2022-KJ-2-003油气田管道腐蚀在线监控技术及应用

日期：2023年01月15日来源：中国腐蚀与防护学会分享：

获奖项目编号：	2022-KJ-2-003
获奖项目名称：	油气田管道腐蚀在线监控技术及应用
第一完成单位：	武汉科思特仪器股份有限公司
项目联系人：	董泽华
联系人电话：	13971527731
联系人邮箱：	zhdong@hust.edu.cn
项目简介：
本项目针对油田管道在线腐蚀监测和缓蚀剂加注自动化控制系统，开发了多种腐蚀在线监测传感器，包括电化学腐蚀监测探头与数据采集器、精密电阻探针与数据采集器，氢通量腐蚀监测探头与采集器，以及阵列超声波在线测厚设备等，用于在线监测油气管道内流体腐蚀及管道内壁减薄量。项目还基于PID反馈控制技术研制了相应的水处理药剂智能加注管理系统，实现了无人值守下全流程管线腐蚀的在线监测与缓蚀剂/杀菌剂的智能加注，有效解决了管道内腐蚀人工巡检困难和缓蚀剂/杀菌剂盲目加注的问题，大大节约了油气田水处理成本，并降低了因管道腐蚀穿孔带来的经济与环境损失。（1）基于电化学阻抗原理，研发了一套快速监测腐蚀方法与装置，利用mV级正弦波激励和信号相关积分技术，提高了电化学腐蚀监测的可靠性和快速性；（2）采用交流激励建立了精密电阻腐蚀监测技术，提出了交变恒流补偿热电势的理论，将测量精度从1/1000提高到1/10000，实现了油、水、气多相体系高灵敏腐蚀监测；（3）首次研制了一种脉冲式暂态电化学氢通量腐蚀监测技术，实现了厚壁管道内氢原子扩散速率和内腐蚀速率的非侵入式测量；（4）采用阵列超声波测厚技术，通过多通道探头的同步收发，实现了管道内曲面的腐蚀缺陷全面扫描，突破性地将测厚精度从0.1mm提高到0.01mm，分辨率达0.001 mm；（5）提出了一种基于现场腐蚀速率在线监测数值的PID反馈控制算法，实现水处理药剂加注的智能化加注；通过优化加注算法，实现了防腐蚀成本和腐蚀风险的最佳平衡。本项目中所发明的多种腐蚀在线监测传感器与药剂智能加注管理系统已经在中石化胜利油田、华北油田、西北油田、中石油长庆油田以及吉林油田得到了广泛应用。截至2021年底的5年时间内，在各大油田安装腐蚀监测传感器和变送器300多套，药剂自动加注管理系统20多套，腐蚀监测产品销售产生的直接经济效益6000余万元，为油田节省水处理腐蚀管理成本和直接间接腐蚀损失估算达到3.0亿元。项目的实施提高了油气管线腐蚀风险管控信息化水平和缓蚀剂加注的精细化程度，实现了油气关键设备防护的数字化管理。